季戊四醇丙烯醛树脂固化体系的流变特性研究.pdf

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材料导报B:研究篇
2014年6月(下)第28卷第6期
季成四醇丙烯醛树脂固化体系的流变特性研究
蔡贾林,兰昌义,高登攀
(中国τ程物理硏究院化工材料研究所,绵阳621900)
摘要測定了季成四醇丙烯醛树脂固化体系在不同温度及催化剂含量下的粘度随时间变化数据,研究了催
化剂用量和温度对固化过程中的粘度影响规律,提出了一种修正阿累尼乌斯模型,该模型可同时揭示固化反应过程
中催化剂用量和温度对体系粘度变化的影响规律。研究表明,修正阿累尼乌斯模型与实验结果具有良好的一致性。
阿累尼乌斯模型可为制定和政进热固性树脂体系固化工艺提供必要的参考和依据。
关键词季戊四醇丙烯醛树脂温度催化剂粘度模型
中图分类号:TQ316.3
文献标识码:A
Study on the Rheological Property of Acrolein-pentaerythritol Resin
Curing Agent System
CAI Jialin, LAN Changyi, GAO Dengpan
(Institute of Chemical Materials, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900)
The effect of temperature and catalyst on viscosity of acrolein pentaerythritol resin was studied
Based on analyzing the curing characteristics of the resin system and the non-isothermal viscosity curves, a pseudo-ar
rhenius model was estabilished. The model could be used to indicate the regularity of viscosity change which is inf-
luenced by the content of the catalyst and temperature. It is shown that, the estimated viscosity of the model was in
tood agreement with the experiments. The viscosity model is important for processing simulation and pre
ters prediction of composite manufacturing
Key words acrolein-pentaerythritol resin, temperature, catalyst, viscosity model
引言
同体系的粘度-时间关系的模型,如经典的WLF方程、双阿
累尼乌斯方程等4-,但是传统的粘度时间关系模型只能
季戊四醇丙烯醛树脂是由季戊四醇和丙烯醛在酸催化反映单一因素(温度或催化剂用量)对粘度变化的影响,目前
剂作用下反应制成的一种透明的黏稠状液体树脂,其主要成对于能同时反映催化剂用量温度粘度时间关系模型的研
分如图1所示们。季戊四醇丙烯醛树脂具有良好的力学性究并不多。针对经典粘度-时间关系模型的局限性,本实验
能、抗热性能和抗化学药品性能,其最重要的应用领域是火研究了催化剂用量温度、时间对季戊四醇丙烯醛树脂粘度
箭推进剂和高聚物粘结炸药(PBX),其用作火箭推进剂的黏的影响规律,提出了修正阿累尼乌斯模型,该模型能同时体
合剂时,因自身具有燃速快、燃烧产物平均相对分子质量低、现催化剂用量和反应温度对季戊四醇丙烯醛树脂体系粘度
不挥发物含量低等优点,可改善TPB黏合剂的力学性随时间变化的影响规律。实验结果表明该模型能较好地预
能
测固化过程不同时期的粘度。
HOH
OCH
1实验
H, C=CHCH
HCH=CH
OCH
℃H2OH
OCH
1.1实验试剂
图1季成四醇丙烯醛树脂的主要成分
季戊四醇丙烯醛树脂(123),黎明化工研究院;硫酸二乙
酯(DES),分析纯,成都联合化工试剂研究所。
Fig 1 The main components of acrolein-pentaerythritol resin
1.2测试仪器及实验方法
研究化体系的粘度变化规律对于了解树脂本身的特
DV-Ⅲ十型旋转粘度计, Brookfield公司,粘度测量范
性以及工艺优化都很重要。长期以来热固性树脂体系的粘围为1~10000mnPa?s。恒温水浴, Thermo公司,控温精
度-时间关系一直都是人们研究的热点,并且建立了很多不度为0.01K。实验过程中所有的试剂称量都使用梅特勒公
中物院化材所青年人オ基金(QNRC-201305)
蔡贾林:1986年生,硕士,研究方向为PBX炸药配方设计E- mail: jialin. cai(@163.corm兰昌义:通讯作者,1979年生,工程师,
研究方向为含能材料的制备Tel:0816-2495574E-mail:lancy3@163.com